[发明专利]分离石灰氮中炭黑的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，涉及分离石灰氮中炭黑的系统和方法。

背景技术

石灰氮是重要氮肥之一，相较其它氮肥有其独特优势，市场前景很好。石灰氮在工业上又是重要化工原料，主要用于双氰胺和硫胍等产品的生产。石灰氮(氰氨化钙)的生产原理是将磨碎的电石在1100-1200℃的温度下进行氮化，生成氰氨化钙，反应式为CaC₂+N₂＝CaCN₂+C(可逆反应)，工业碳化钙到1000℃时，反应的速度显著的增大，而在1100℃时，反应剧烈地进行，氮化反应的进程随温度而变异。由于氮化反应是一个放热反应，在高温下反应速度的加快使反应热大量的放出，更促使炉温的提高。当温度从1130℃升高至1200℃时，氮化条件开始恶化，氮化反应的逆反应速度加快。当温度上升到1400℃以上时，反应成为不可逆反应，氰氨化钙会按反应式CaCN₂＝Ca+C+N₂分解。

石灰氮生产过程中无论正反应还是副反应均生成炭黑，若不计石灰氮生产过程石灰氮分解生成的炭黑量，理论上每吨石灰氮富产150公斤炭黑，目前石灰氮生产过程并没有分离提取这部分炭黑，而是混入石灰氮产品中销售，不但损失有价值产品，而且降低了石灰氮产品有效成分。因此，有必要研究一种石灰氮生产过程炭黑分离方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出分离石灰氮中炭黑的系统和方法，通过采用本发明分离石灰氮中炭黑的系统和方法不仅可以效地分离出石灰氮生产过程中副产的炭黑，显著提高石灰氮产品的品质，同时还可以进一步对分离出的炭黑进行提纯，得到高附加值的精制炭黑，进而提高生产石灰氮产品的附加产值。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种分离石灰氮中炭黑的系统，包括：

石灰氮粉碎机，所述石灰氮粉碎机具有粗石灰氮入口和粗石灰氮粉出口；

石灰氮粉储槽，所述石灰氮粉储槽与所述粗石灰氮粉出口相连；

石灰氮粉输送罐，所述石灰氮粉输送罐通过石灰氮粉螺旋输送机与所述石灰氮粉储槽相连；

多级旋风分离器，所述多级旋风分离器具有第一粗石灰氮粉入口、第一精制石灰氮出口和第一粗炭黑出口，所述第一粗石灰氮粉入口与所述石灰氮粉输送罐相连；

旋风收集器，所述旋风收集器具有第一粗炭黑入口、第二精制石灰氮出口和第二粗炭黑出口，所述第一粗炭黑入口与所述第一粗炭黑出口相连；

精制石灰氮储罐，所述精制石灰氮储罐分别与所述第一精制石灰氮出口和所述第二精制石灰氮出口相连；

气固分离器，所述气固分离器与所述旋风收集器的第二粗炭黑出口相连；

粗炭黑储罐，所述粗炭黑储罐与所述气固分离器相连；

搅拌槽，所述搅拌槽具有粗炭黑入口、水入口和粗炭黑浆液出口，所述粗炭黑入口通过粗炭黑螺旋输送机与所述粗炭黑储罐相连；

旋液分离器，所述旋液分离器具有粗炭黑浆液入口、溢流浆液出口和底流浆液出口，所述粗炭黑浆液入口通过泥浆泵与所述粗炭黑浆液出口相连；

真空过滤器，所述真空过滤器具有溢流浆液入口、精制炭黑浆出口和滤液出口，所述溢流浆液入口与所述溢流浆液出口相连；以及

干燥器，所述干燥器具有精制炭黑浆入口和精制炭黑出口，所述精制炭黑浆入口与所述精制炭黑浆出口相连。

根据本发明实施例的分离石灰氮中炭黑的系统，首先利用石灰氮粉碎机对石灰氮进行破碎得到石灰氮粉，并通过多级旋风分离器、旋风收集器以及气固分离器对石灰氮粉进行干法分离，得到精制石灰氮和粗炭黑，然后通过搅拌槽和旋液分离器对粗炭黑进行湿法分离，得到精制炭黑浆，最后通过真空过滤器和干燥器对精制炭黑浆进行过滤和烘干处理，最终得到精制炭黑。由此，通过采用本发明分离石灰氮中炭黑的系统不仅可以效地分离出石灰氮生产过程中副产的炭黑，显著提高石灰氮产品的品质，同时还可以进一步对分离出的炭黑进行提纯，得到高附加值的精制炭黑，进而提高生产石灰氮产品的附加产值。

另外，根据本发明上述实施例的分离石灰氮中炭黑的系统还可以具有如下附加的技术特征：